專利名稱：影像擷取系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種影像擷取系統(tǒng)，用以擷取光強度較低的目標(biāo)影像，特 別是關(guān)于一種影像擷取系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
影像擷取系統(tǒng)包括影像感測器，例如電耦合元件(charged coupled device, CCD)感測器或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)感測器，用以感測光線并產(chǎn)生影像數(shù)據(jù)，其中，此 影像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，并儲存于儲存媒體內(nèi)，例如快閃存儲卡。此種傳統(tǒng)影像 感測器用來擷取足夠光強度的目標(biāo)影像，例如光強度大于1000Lux。當(dāng)使用 此種影像感測器來擷取低光強度的目標(biāo)影像時，由于此種影像感測器無法產(chǎn) 生足夠的光載子(photo-carrier)以獲得良好畫面質(zhì)量的影像，因此，目標(biāo)影 像的畫面質(zhì)量會明顯地下降?，F(xiàn)有提出一種解決低光強度所導(dǎo)致畫面質(zhì)量下 降的方法，其用于此目的特殊影像感測器，例如具有光載子增加機制的影像感測器。然而，由于此特殊的影像感測器具有復(fù)雜的裝置架構(gòu)，因此非常昂蟲 貝。即使使用傳統(tǒng)影像感測器來執(zhí)行數(shù)字增益增加處理以補償少量的光載 子，影像感測器所擷取的目標(biāo)影像的信號噪聲比(signal to noise ratio)還是 明顯地降低。此外，由于在長曝光時間內(nèi)相機的移動，使得此影像感測器所 擷取的目標(biāo)影像變?yōu)槟：磺濉０l(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種影像擷取系統(tǒng)，用以擷取低光強度的一目標(biāo)影像。此影 像擷取系統(tǒng)包括影像擷取裝置、移動數(shù)值檢測裝置、添加/附加裝置、影像數(shù)據(jù)存儲器、以及預(yù)覽影像顯示器。影像擷取裝置擷取目標(biāo)影像數(shù)據(jù)的一第一 幀及復(fù)數(shù)第二幀。移動數(shù)值檢測裝置接收第一幀及第二幀，且檢測第一幀與 每一第二幀間的移動數(shù)值。添加/附加裝置將每一第二幀添加/附加至第一幀 或一先前添加/附加幀，其中，此先前添加/附加幀以移動數(shù)值的反方向偏移。 影像數(shù)據(jù)存儲器暫時地儲存獲得的復(fù)數(shù)添加/附加幀，且將通過添加/附加一 既定數(shù)量的第二幀而獲得的幀傳送至既定裝置。預(yù)覽影像顯示器在靜止影像 擷取操作之前，根據(jù)這些添加/附加幀來顯示目標(biāo)影像。本發(fā)明更提出一種影像擷取方法，用以擷取低光強度的目標(biāo)影像，包括 產(chǎn)生目標(biāo)影像數(shù)據(jù)的一第一幀及復(fù)數(shù)第二幀；檢測第一幀與每一第二幀間的 一移動數(shù)值；將每一第二幀添加/附加至第一幀或一先前添加/附加幀，其中， 此先前添加/附加幀以移動數(shù)值的反方向偏移；在靜止影像擷取操作之前，根 據(jù)獲得的復(fù)數(shù)添加/附加幀來預(yù)覽目標(biāo)影像；以及根據(jù)通過添加/附加一既定 數(shù)量的第二幀而獲得的幀，來產(chǎn)生最后靜止影像數(shù)據(jù)。本發(fā)明減少了影像模糊，可獲得更清楚的目標(biāo)影像畫面。 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實 施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明實施例的影像擷取系統(tǒng)示意圖；圖2表示在影像擷取系統(tǒng)100的添加/附加操作的基本流程圖；圖3表示操作影像擷取系統(tǒng)100的整個操作示意圖；圖4a及圖4b表示當(dāng)影像數(shù)據(jù)的第二幀添加/附加至第一幀時的效果；以及圖5a與圖5b表示擷取過低光強度(5Lux)的目標(biāo)影像例子，其中，圖5a表示附有數(shù)字增益增加處理的傳統(tǒng)數(shù)字相機所擷取獲得的影像，而圖5b表示根據(jù)本發(fā)明實施例所擷取獲得的影像。 附圖標(biāo)號100 影像擷取系統(tǒng)；101 目標(biāo)；102 鏡頭模塊；103 快門；104 影像感測器；105 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；106 添加/附加裝置；107 自動對焦模 塊；108 自動曝光模塊；109 儲存媒介；UO 移動數(shù)值檢測裝置；1U 影像數(shù)據(jù)存儲器；112 預(yù)覽影像顯示器；30 影像數(shù)據(jù)的幀移動方向；31 添加/附加操作的方向。
具體實施方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明實施例的影像擷取系統(tǒng)。參閱圖1，影像擷取系統(tǒng)100擷取低光強度的目標(biāo)影像。在此，低光強地定義為小于500Lux的光強度， 其相當(dāng)于昏暗房間光線的光強度，在此昏暗房間內(nèi)，即使是使用現(xiàn)有數(shù)字相 機也無法獲得好的畫面質(zhì)量影像。影像擷取系統(tǒng)100包括鏡頭模塊102，用將低光強度的人物或目標(biāo)101 的影像聚焦至影像感測器104 (例如CCD或CMOS感測器)。影像感測器 104包括感測胞陣列，其將光線轉(zhuǎn)換為模擬電子影像數(shù)據(jù)，再通過模擬數(shù)字 (A/D)轉(zhuǎn)換器105將模擬電子影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字影像數(shù)據(jù)。自動對焦(auto focus， AF)模塊107移動鏡頭模塊102至焦聚位置。自動曝光(auto exposure, AE)模塊108根據(jù)進入光線的強度與鏡頭孔徑的尺寸來判斷曝光時間。快門 103由自動曝光(AE)模塊108控制，用來決定曝光時間。由影像感測器104所擷取的影像數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)幀被傳送至移動數(shù)值檢測裝 置IIO、添加/附加裝置106、自動對焦(AF)模塊107、及自動曝光(AE) 模塊108。移動數(shù)值檢測裝置110使用已知的方法，例如電子移動數(shù)值檢測 方法，來檢測影像數(shù)據(jù)的第一幀與每一第二幀之間的移動數(shù)值，其中，每一 第二幀在第一幀之后。在電子移動數(shù)值檢測方法中，于影像數(shù)據(jù)的一幀上指 定一檢測點，且測量第一幀的檢測點與第二幀的檢測點之間的距離以作為移 動數(shù)值。添加/附加裝置106將影像數(shù)據(jù)的每一第二幀添加/附加至影像數(shù)據(jù) 的第一幀，或者添加/附加至以該移動數(shù)值的反方向偏移的先前添加/附加幀。 影像數(shù)據(jù)存儲器111可儲存影像數(shù)據(jù)的至少兩個幀，以便能儲存影像數(shù)據(jù)的 至少兩個添加/附加幀。由影像數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)數(shù)量幀所添加/附加而獲得的添加/附加幀被儲存在儲存媒體109，以作為最終靜止影像數(shù)據(jù)。其中，儲存媒體 109包括閃存。在此期間，儲存在影像數(shù)據(jù)存儲器111的影像數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)數(shù) 量幀連續(xù)地傳送至預(yù)覽影像顯示器112，使得在靜止影像擷取前，目標(biāo)影像 顯示在預(yù)覽影像顯示器112上。為了達到高速操作，移動數(shù)值檢測裝置110與添加/附加裝置106配置成 硬件電路，且合并在一半導(dǎo)體芯片。更有利地，影像數(shù)據(jù)存儲器lll的部分 或全部也合并在相同的半導(dǎo)體芯片上。圖2是表示在影像擷取系統(tǒng)100的添加/附加操作的基本流程圖。參閱圖 1及圖2，將詳細(xì)說明影像擷取系統(tǒng)100的添加/附加操作。在步驟201中， 影像數(shù)據(jù)的第一幀儲存在影像數(shù)據(jù)存儲器111。在步驟202中，影像數(shù)據(jù)的 第二幀儲存在影像數(shù)據(jù)存儲器111。在步驟203中，由移動數(shù)值檢測裝置110 來檢測影像數(shù)據(jù)的第一幀與第二幀間的移動數(shù)值。在步驟204中，添加/附加 裝置106將影像數(shù)據(jù)的第二幀添加/附加至以移動數(shù)值的反方向偏移的第一 幀，因此產(chǎn)生了影像數(shù)據(jù)的第一添加/附加幀。接著，在步驟205中，第一添加/附加幀儲存在影像數(shù)據(jù)存儲器111。在 步驟206中，影像數(shù)據(jù)的下一個第二幀(第三幀)儲存在影像數(shù)據(jù)存儲器111。 在步驟207中，由移動數(shù)值檢測裝置110來檢測影像數(shù)據(jù)的第一幀與下一第 二幀間的移動數(shù)值。在步驟208中，添加/附加裝置106將影像數(shù)據(jù)的下一第 二幀添加/附加至以移動數(shù)值的反方向偏移的第一添加/附加幀，因此產(chǎn)生了 影像數(shù)據(jù)的第二添加/附加幀。以影像數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)數(shù)量的第二幀來持續(xù)重復(fù)上述添加/附加操作。步驟 209、 210分別與步驟205、 206相似，故在此不再贅述。圖3表示操作影像擷取系統(tǒng)100的整個操作示意圖。此影像擷取系統(tǒng)的 兩個典型例子將在以下詳細(xì)說明。參閱圖3的右側(cè)，將說明靜止影像擷取操作，其中，箭頭30表示影像數(shù) 據(jù)的幀移動方向，而箭頭31表示添加/附加操作的方向。靜止影像擷取操作透過在時間T2上按壓快門鈕而開始。在靜止影像擷取中的曝光時間短于正 常曝光時間。由影像感測器104所擷取的影像數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)幀F(xiàn)1-F8，輸出至 移動數(shù)值檢測裝置110及添加/附加裝置106。根據(jù)上述圖2的添加/附加操作 的基本流程，移動數(shù)值檢測裝置IIO檢測影像數(shù)據(jù)的第一幀與每一第二幀間 的移動數(shù)值。添加/附加裝置106將影像數(shù)據(jù)的每一第二幀添加/附加至影像 數(shù)據(jù)的第一幀，或者添加/附加至以該移動數(shù)值的反方向偏移的先前添加/附 加幀。影像數(shù)據(jù)的添加/附加幀Al-A7暫存在影像數(shù)據(jù)存儲器111。影像數(shù)據(jù)的第二幀的數(shù)量根據(jù)目標(biāo)影像的光強度來決定。在圖3的情況 下，影像數(shù)據(jù)的第二幀的數(shù)量等于7。假使光強度更低，影像數(shù)據(jù)的第二幀 的數(shù)量則增加。儲存在影像數(shù)據(jù)存儲器111內(nèi)的影像數(shù)據(jù)的一最后添加/附加 幀A7傳送至儲存媒介109，且儲存為最后影像數(shù)據(jù)Sl 。參閱圖3的左邊，將說明預(yù)覽影像顯示操作。預(yù)覽影像顯示操作透過在 時間Tl上開啟相機開關(guān)而開始。由影像感測器104所擷取的預(yù)覽影像數(shù)據(jù) 的復(fù)數(shù)幀F(xiàn)1-F8，輸出至移動數(shù)值檢測裝置110及添加/附加裝置106。預(yù)覽 影像擷取的幀速度為正常幀速度，例如30^)s。與正常靜止影像的幀尺寸比較 下，預(yù)覽影像擷取的幀尺寸最好減少1/2至1/8。上述圖2的添加/附加操作 的基本流程，移動數(shù)值檢測裝置110檢測影像數(shù)據(jù)的第一幀與每一第二幀間 的移動數(shù)值。添加/附加裝置106將影像數(shù)據(jù)的每一第二幀添加/附加至影像 數(shù)據(jù)的第一幀，或者添加/附加至以該移動數(shù)值的反方向偏移的先前添加/附 加幀。影像數(shù)據(jù)的添加/附加幀Al-A7暫存在影像數(shù)據(jù)存儲器111。影像數(shù)據(jù)的第二幀的數(shù)量根據(jù)目標(biāo)影像的光強度來決定。在圖3的情況 下，影像數(shù)據(jù)的第二幀的數(shù)量等于7。假使光強度更低，影像數(shù)據(jù)的第二幀 的數(shù)量則增加。儲存在影像數(shù)據(jù)存儲器111內(nèi)的影像數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)最后添加/ 附加幀A7傳送至預(yù)覽影像顯示器112，且顯示為動態(tài)預(yù)覽影像(即復(fù)數(shù)個幀 Ml)。在此情況下，與預(yù)覽影像擷取的幀速度比較下，預(yù)覽影像顯示的幀速 度減少3.7Q)s (30/8)。圖4a及圖4b表示當(dāng)影像數(shù)據(jù)的第二幀添加/附加至第一幀時的效果。假 使相機發(fā)生晃動，則會造成影像模糊。在此情況下，影像數(shù)據(jù)的第二幀F(xiàn)42 以一移動數(shù)值(即圖4a中的箭頭40)由第一幀F(xiàn)41開始移動。假使第二幀 被添加/附加至以移動數(shù)值偏移的第一幀以成產(chǎn)生第一添加/附加幀A41，信 號位準(zhǔn)則增加2倍，且減少了影像模糊。同時，噪聲位準(zhǔn)只增加了W倍。因 此，信號噪聲比改善了V5倍。假使n個第二幀被添加/附加至以移動數(shù)值偏 移的第一幀。在圖3的例子下，信號噪聲比改善了V^7倍。如圖4a所示， 添加是指依照移動數(shù)值將影像數(shù)據(jù)的第二幀移動到影像數(shù)據(jù)的第一幀之上； 如圖4b所示，附加是指將第二幀的影像數(shù)據(jù)增加到第一幀的影像數(shù)據(jù)。圖5a與圖5b表示擷取過低光強度(5Lux)的目標(biāo)影像例子。圖5a表示 附有數(shù)字增益增加處理的傳統(tǒng)數(shù)字相機所擷取獲得的影像。圖5b表示根據(jù)本 發(fā)明實施例所擷取獲得的影像，其中，10個第二幀被添加/附加至第一幀。 此說明了，即使擷取過低光強度(5Lux)的目標(biāo)影像，仍可獲得良好的畫面 質(zhì)量影像。以上說明了本發(fā)明的數(shù)個實施例。然而，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi)可做成不同的修改。例如，影像擷取系統(tǒng)100不僅是用來擷取低光強度的 目標(biāo)影像，也用來擷取正?；蚋吖鈴姸鹊哪繕?biāo)影像，例如500Lux。在擷取正 ?；蚋吖鈴姸鹊哪繕?biāo)影像時，由于減少了影像模糊，因此可獲得更清楚的目 標(biāo)影像畫面。在此實施例中，使用電子移動數(shù)值檢測方法，其中，檢測點被指定在影 像數(shù)據(jù)幀上，且測量第一幀的檢測點與第二幀的檢測點間的移動數(shù)值。另外， 也可使用機械物理檢測方法，例如加速器。在此實施例中，移動數(shù)值檢測裝置110與添加/附加裝置106配置成硬件 電路，且合并在一半導(dǎo)體芯片。移動數(shù)值檢測裝置110及添加/附加裝置106 也可使用數(shù)字信號處理器來達成，此數(shù)字信號處理器具有軟件來操作移動數(shù) 值檢測及添加/附加裝置。本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任 何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可 做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍視權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種影像擷取系統(tǒng)，用以擷取低光強度的一目標(biāo)影像，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括一影像擷取裝置，用來擷取一目標(biāo)影像數(shù)據(jù)的一第一幀及復(fù)數(shù)第二幀；一移動數(shù)值檢測裝置，用來接收所述的第一幀及所述的這些第二幀，且檢測所述的第一幀與每一所述的第二幀間的一移動數(shù)值；一添加和附加裝置，用以將每一所述的第二幀添加和附加至所述的第一幀或一先前添加和附加幀，其中，所述的先前添加和附加幀以所述的移動數(shù)值的反方向偏移；一影像數(shù)據(jù)存儲器，用以暫時地儲存獲得的所述的這些添加和附加幀，且將通過添加和附加一既定數(shù)量的所述的這些第二幀而獲得的幀傳送至一既定裝置；以及一預(yù)覽影像顯示器，用以在一靜止影像擷取操作之前，根據(jù)所述的這些添加和附加幀來顯示所述的目標(biāo)影像。
2. 如權(quán)利要求1所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，所述的目標(biāo)影像的 光強度低于500Lux。
3. 如權(quán)利要求1所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，所述的既定數(shù)量是 根據(jù)所述的目標(biāo)影像的光強度而定。
4. 如權(quán)利要求1所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，所述的既定裝置為 一儲存媒體，且通過添加和附加所述的既定數(shù)量的所述的這些第二幀而獲得 的幀儲存在所述的儲存媒體以作為一最后靜止影像數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，所述的靜止影像擷 取操作的曝光時間短于正常曝光時間。
6. 如權(quán)利要求1所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，所述的影像數(shù)據(jù)存 儲器傳送復(fù)數(shù)最后幀至所述的預(yù)覽影像顯示器，所述的這些最后幀通過添加和附加所述的既定數(shù)量的所述的這些第二幀而獲得。
7. 如權(quán)利要求6所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)覽影像顯示的幀 速度小于預(yù)覽影像擷取的像素速度。
8. 如權(quán)利要求1所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，所述的影像數(shù)據(jù)存 儲器可儲存至少兩個幀。
9. 如權(quán)利要求1所述的影像擷取系統(tǒng)，其特征在于，所述的移動數(shù)值檢 測裝置與添加和附加裝置配置成硬件電路，且合并在一半導(dǎo)體芯片。
10. —種影像擷取方法，用以擷取低光強度的一目標(biāo)影像，所述的方法包括產(chǎn)生一目標(biāo)影像數(shù)據(jù)的一第一幀及復(fù)數(shù)第二幀； 檢測所述的第一幀與每一所述的第二幀間的一移動數(shù)值； 將每一所述的第二幀添加和附加至所述的第一幀或一先前添加和附加幀，其中，所述的先前添加和附加幀以所述的移動數(shù)值的反方向偏移；在一靜止影像擷取操作之前，根據(jù)所述的這些添加和附加幀來預(yù)覽所述的目標(biāo)影像；以及根據(jù)通過添加和附加一既定數(shù)量的所述的這些第二幀而獲得的幀，來產(chǎn)生一最后靜止影像數(shù)據(jù)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的影像擷取方法，其中，所述的目標(biāo)影像的光強 度低于500Lux。
12. 如權(quán)利要求IO所述的影像擷取方法，其中，所述的既定數(shù)量是根據(jù) 所述的目標(biāo)影像的光強度而定。
13. 如權(quán)利要求10所述的影像擷取方法，其中，所述的既定裝置為一儲 存媒體。
14. 如權(quán)利要求13所述的影像擷取方法，其中，所述的靜止影像擷取操 作的曝光時間短于正常曝光時間。
15. 如權(quán)利要求IO所述的影像擷取方法，其中，在所述的靜止影像擷取操作之前預(yù)覽所述的目標(biāo)影像所述的影像數(shù)據(jù)步驟中，根據(jù)復(fù)數(shù)最后幀來顯 示所述的目標(biāo)影像，且所述的這些最后幀通過添加和附加所述的既定數(shù)量的 所述的這些第二幀而獲得。
16.如權(quán)利要求15所述的影像擷取方法，其中，預(yù)覽影像顯示的幀速度 小于預(yù)覽影像擷取的像素速度。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種影像擷取系統(tǒng)及方法，用以擷取低光強度的目標(biāo)影像。影像擷取裝置擷取目標(biāo)影像數(shù)據(jù)的一第一幀及復(fù)數(shù)第二幀。移動數(shù)值檢測裝置接收第一幀及第二幀，且檢測第一幀與每一第二幀間的移動數(shù)值。添加/附加裝置將每一第二幀添加/附加至第一幀或以移動數(shù)值的反方向偏移的一先前添加/附加幀。影像數(shù)據(jù)存儲器暫時地儲存獲得的復(fù)數(shù)添加/附加幀，且將通過添加/附加即定數(shù)量的第二幀而獲得的幀傳送至即定裝置。預(yù)覽影像顯示器在靜止影像擷取操作之前，根據(jù)這些添加/附加幀來顯示目標(biāo)影像。
文檔編號H04N1/21GK101335829SQ200810092658
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者中田保則, 石原啟一郎 申請人:華邦電子股份有限公司